NHIEM VU VÀ NỘI DUNG:- _ Xác định các thông số và đặc tính nguyên liệu- Khao các thông số anh hưởng trong quá trình dịch hóa băng chế phẩm enzyme Termamyl SC - Khao sát các thông số ảnh
MO DAU
Lam rượu là một nghệ truyền thống có từ lâu đời trên thé giới và ở nước ta Ngàya” nay nó đ phát triển lên mệt ngành công nghiệp rượu với những thương hiệu nỗi tiếng thế giới Song song đó là sự khuyến khích tìm tòi, nghiên cứu va cho ra đời các sản phẩm rượu theo phương thức tryén thông có chất lượng tốt, giá thành phù hợp, thích hợp cho các đối tượng tiêu ding Việt Nam với nên văn hóa phát triển lâu đời là noi có đa đạng các loại rượu truyện thống, có loại đ có từ hàng trăm năm Nguyên liệu trong làm rượu truyền thông hiện nay rat đa dang, chủ yếu là từ các cây chứa hàm lượng tinh bột và đường cao như gạo, khoat, săn, mía, hầu hết là các loại nông sản dé tim và có sản lượng thu hoạch lớn Mỗi loại nguyên liệu sẽ cho ra những sản phẩm rượu riêng biệt với mau sắc, hương vi đặc trưng, Trong đó, khoai lang tím là một loại nguyên liệu đang được chọn nghiền cứu trong thời gian qua vì được trông phô biến có giá thành rẻ và hàm chứa thành phan có tính định dưỡng cao có lợi cho sức khoẻ, là một nguyên liệu thích hợp cho việc chế biến các sản phẩm thực phẩm với giá trị kinh tế cao. Đề tài luận văn “Nghiên cứu quy trình lên men rượu từ khoai lang tím” được dua ta như một sự góp phan mang lại những gia tri cao cho nghề sản xuât rượu trong nước, Đề tài chọn lọc nguyên liệu giàu tỉnh bột là khoai lang tím làm đối tượng nghiên cứu, tập trung vào van dé nghiên cứu trên quá trình lên men rượu khoai lang tim trong phòng thí nghiệm, áp dụng bai chế phâm enzyme là Termamyl SC và Dextrozyme GA thu nhận từ vi sinh vật và một đòng nằm men thương mại vào quá trình xử lý nguyên liệu, tạo tiền chất cho quá trình đường hoá và lên men đồng thời, nhằm giúp rút ngắn thời gian, độ côn tăng cao hơn, quá trình lên men triệt để hơn với hiệu suất nâng cao, ham lượng đường sót và tinh bột thập, ha giá thành sản pham.
Số liệu được thu thập qua thí nghiệm tại Phòng thí nghiệm Vi sinh và phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm 2 của Bộ môn Công nghệ Thực phẩm.
Tiến hành thí nghiệm để xác định các quá trình : Quá trình xử lý nguyên liệu khoai lang tím với ty lệ cơ chấU nước thích hợp cho dich hỏa
Thời gian hoạt hóa nắm men thích hợp cho hoạt lực cao để bồ sung vào cơ chất cho lên men.
Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ ảnh hướng trong quá trình dich hóa, đường hóa và lên men đông thời,
Trang 10 Đề tai đi theo hướng nghiên cứu mới trong nghiên cứu quy trình sắn xuất rượu tử nguyên liệu giảu tính bột như khoai lang tím ở bước kết hợp quá trình đường hoá và lên men đồng thoi Các kết quá của dé tài đ cho thay tác dụng hiệu quả của việc str chất cho nằm men hoạt động tốt, hiệu suất lên men cao, quả trình đường hoá và lên men đồng thời cũng làm rút ngắn thời gian lên men, tăng biệu suất sứ dụng đường trong quá trình, tăng nguồn cơ chất cho nấm men sinh trưởng và hoạt động Việc sử dụng sản phẩm nấm men thương mại tỉnh khiết được thu nhận từ chủng thuân với nhiều đặc tính cao cho sản phẩm lên men trong thời gian ngắn, Đề tải thúc đầy các nghiên cứu sau chuyên sâu hơn vào sự tác động và ảnh hưởng của enzyme một cách hiệu quá, chuyền hóa triệt để tạo sản phẩm cho quá trình lên men hiệu suất cao hơn, độ côn cao hơn như mong muốn ; đồng thời mở ra con đường nghiên cứu trên các chế phẩm enzyme đặc ching khác tương thích với quá trình lên men như enzyme
TONG QUAN
TONG QUAN VE KHOAI LANG TÍM
Khoai lang có tên khoa hoc là Ipomoea batatas (L.) Lam, thuộc ho
Convolvulaceae Khoai lang là nhóm cây nông sản đứng hàng thứ bảy trên thế giới.
Khoai lang chủ yếu được trồng ở các nước đang phát triển, đóng vai trò là nguồn thực phẩm cung cấp dinh dưỡng cho người có thu nhập thấp (theo báo cáo của tổ chức Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc năm 2014) Cũng theo tô chúc này, khoai lang đứng thứ ba trong nhóm thực phẩm giàu tinh bột quan trọng trên thế giới, chỉ sau khoai mì và khoai tây.
Trong chỉ khoai lang, các giống khoai lang tím và khoai lang vàng là nguồn dinh dưỡng tuyệt vời với các hợp chất tự nhiên như beta-carotenoid, polyphenol, acid ascorbic, chat xơ ăn kiêng (Van Hal M 2000) Trong đó có hợp chất mau anthocyanin có tiềm năng tiêu thụ cao, đ được chứng minh qua nhiều nghiên cứu có tác dụng như một sản phẩm cải thiện sức khỏe con người (Teow và cộng sự 2007),
Theo Vincent và cộng sự (1997), khoai lang tím có sự vượt trội về một số thành phan so với khoai lang vàng được thé hiện qua bảng 2.1 Các nghiên cứu trên nguồn nông sản này ngảy càng nhiều để có thể tận dụng tối đa các đặc tính hữu ích của chúng.
Bảng 2.1 : So sánh một số thành phan giữa khoai lang tím và khoai lang vang.[5]
Thành phần Khoai lang tím Khoai lang vàng
Chat béo (%db) 1.57 + 0.02 1.17+ 0.04 Phenolic tông số
Anthocyanin (mg/100 g wb) 4.63 0.53 Beta-carotene
Hoạt tính chống oxi hóa (%) 10.34 + 0.39 19.78 + 0.84
2.1.1 Giới thiệu về khoai lang tím
Khoai lang tím còn có tên gọi khác là khoai lang Pêru vì nó có nguồn gốc từ
Nam Mỹ, có tên khoa học là Solanum andigenum.
Khoai lang tím thuộc loài thân thảo dạng dây leo sống lâu năm, có lá mọc so le hình trái tim hay xẻ thùy chân vịt Củ hình thuôn dài, lớp vỏ nhẫn nhụi có màu tím (cũng có màu khác là đen, nâu, trăng hay vàng) và có tới hàng trăm loài khác nhau.
Tùy theo giống khoai mà củ của nó có kích thước, độ ngọt và mùi thơm khác nhau.
Khoai lang tím giống Nhật Bản (còn được gọi là Ayamurasaki), là một loại khoai lang được đưa vào sản xuất bởi viện nghiên cứu nông nghiệp quốc gia Nhật Bản có tên làOkinawan|[2], trong những năm gan đây d được trồng phố biến ở nhiều quốc gia, đặc biệt là những quốc gia ở vùng khí hậu nhiệt đới.
Hình 2.1: Khoai lang tím. Ở nước ta khoai lang tím chủ yếu được trồng ở các tỉnh miền Tây, huyện Tam Bình, Bình Tân (Vĩnh Long) hay Sa Đéc (Đồng Tháp) là những vùng trọng điểm có diện tích trồng khoai lớn Riêng huyện Bình Tân có diện tích trồng khoai lang tím chiếm hon 8000 ha, sản lượng trên 250000 tan cho năm 2015.
Việc sản lượng khoai lang tím tăng nhưng giá thành lại hạ, dẫn đến thúc đây sự phát triển trong chế bién nhăm da dạng hóa các sản phẩm từ khoai lang tim, tăng giá trị sử dụng nguồn nguyên liệu déi dao và mang lại thu nhập cao cho người trồng khoai lang tím Cùng với lợi ích dinh dưỡng cao, là những lí do khiến các nhà khoa học ngày càng quan tâm và chú trọng phát triển các nghiên cứu trên nguồn nguyên liệu dồi dào này.
2.1.2 Thành phan hóa học của khoai lang tím Nhật e Tĩnh uu việt của khoai lang tim Nhật so với các loại khoai lang khác
Khoai lang tím Nhật còn có những ưu điểm vượt trội so với các giống khoai lang khác Khoai lang tím cung cấp nhiều chất dinh dưỡng tốt cho cơ thé như tinh bột,protein, các acid amin, vitamin A,B,C,E và hơn 10 loại nguyên tô vi lượng cần thiết khác như calci, kẽm, sắt, magie, kali, natri, phosphor , có giá trị cung cấp năng lượng Những nghiên cứu gân đây cho thấy giống khoai lang tím có chứa một lượng anthocyanin đáng kế với tác dung kháng oxy hóa rất mạnh, có khả năng kiềm chế sự đột biến của tế bào ung thư, ngăn ngừa ung thư, hạ huyết áp, phòng ngừa bệnh tim mạch; giúp bảo vệ các lipoprotein tỷ trọng thấp khỏi các quá trình oxy hóa, loại bỏ gốc tự do, cải thiện chức năng thị giác, ức chế sự tích tụ tiểu cầu và nhéu chức năng sinh lý khác (Kano và cộng sự 2005) [6] Chất màu trong khoai lang tím hiện đang được một số nhà nghiên cứu trên thế giới nghiên cứu để thu nhận chất màu thực phẩm thiên nhiên thay thế cho chất màu nhân tạo Bao gồm các hợp chất phenol, anthocyanin, carotenoid, trong đó khoai lang tím chứa chất chống oxy hóa tổng số nhiều nhất.
Ngoài ra, khoai lang tim là một trong những nguyên liệu chủ yếu dé chế biến loại nước uông chức năng.
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của khoai lang tím Nhật (tính trên 100g nguyên liệu tuoi) [7]
Thanh phan Don vị 100g khoai lang tím
Fe mg 1 Bì mg 0.05 ơ Ba mg 0,05
PP mg 0,6 C mg 23 Anthocyanin mg 60
Khoai lang tím có ham lượng tinh bột cao hơn các loại khoai lang khác nhưng tinh bột lại có hàm lượng amylose thấp hon, có giá tri khoảng 3/4 so với các loại khoai lang khác (amylose chiến 16,6% của tinh bột khoai lang tim và 21,1% ở khoai lang vàng
(Widya Dwi Rukmi Putri và cộng sự (2014) [8].
Do có khác biệt về cau trúc, khả năng tao liên kết hydro hay kha năng giữ nước giữa các loại tinh bột trong nhóm khoai lang nên tinh bột khoai lang tím sau quá trình xử lý nhiệt âm ở 77°C trong 6 giờ có mức độ trương nở cao hơn so với khoai lang vàng, theo thí nghiệm khảo sát sự biến đối tính chất của tinh bột khoai lang của
Widya Dwi Rukmi Putri [8] Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao trong một thời gian nhất định sẽ ảnh hưởng đến tính chất của tinh bột khoai lang nhưng ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hồ hóa thì sự ảnh hưởng gan như không đáng ké so với ban dau.
11 1151 AM 15.00 kV| 5 OOO x 118mm 4.0 |ETD STATE INIVERSITY OF MALAN 105305 AM 15 00 kV! 5000 x 111 6mm)! 40 | ETI
Hình 2.2: Hình chụp SEM cua hat tinh bột khoai lang tim va bột khoai lang tím sau khi xử lý ở 77°C trong 6 giờ.[S|
Hình chụp SEM cho thấy sau khi xử lý nhiệt âm cau trúc của hạt tinh bột khoai lang tím trương nở lên lên nhưng hình dạng vẫn chưa bị phá vỡ hoàn toàn với nhiệt độ xử lý 77°C và thời gian rất dài là 6 giờ.
2.1.3 Thành phan anthocyanin trong khoai lang tím
Thuật ngữ anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, trong đó anthocyanin là sự kết hợp giữa Anthos — nghĩa là hoa và Kysanesos — nghĩa là màu xanh Tuy nhiên không chỉ có mau xanh, anthocyanin còn mang đến nhiều màu sắc như hồng, do, cam và các gam màu trung gian Các anthocyanin khi mất hết nhóm đường được gọi là các anthocyanidin hay aglycon.
Anthocyanin là hợp chất màu thiên nhiên, thuộc nhóm flavonoid, có màu từ đỏ đến tím, có nhiều trong rau quả như bắp cải tim, trà do, qua dau tam, vo nho, dau den, dâu tây đỏ và khoai lang tim Anthocyanin là thành phan chính trong việc tạo ra màu sic đẹp cho các loại hoa quả trong thiên nhiên mà các hợp chất màu tổng hợp không tế thay thế.
Anthoeyanin là chất có nhiều đặc tính tốt nên ngày càng được chú trọng để sử dụng rộng r ¡ trong công nghiệp thực phẩm Anthocyanin không những có tác dụng giảm nguy cơ ung thư, kìm h m sự phát triển của tế bảo gây ung thư, còn có khả năng chong oxi hóa, chong viêm, chong | o hóa và tang cường hệ miền dịch cho cơ thê.
Hình 2.3: Công thức và chat mau anthocyanin từ khoai lang tím [9]
NAM MEN [14]
Hiện nay trong công nghiệp, nằm men Saccharemyces cerevisiae là loài vi sinh vật chủ yếu được sử dụng cho quá trình lên men rượu Nam men Saccharomyces cerevisiae có ưu điểm vượt trội hơn các loài vi sinh vật khác là khả năng chuyển hóa đường thành ethanol với hiệu suất khoảng 90%.
Nam men Saccharomyces cerevisiae là loại nắm men được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất ethanol Nó có nhiều ưu điểm như: hiệu suất lên men côn cao, chịu được độ acid thấp, chịu được nông độ ethanol và chất ức chế cao, ít tạo ra sản phẩm phụ, có khả năng tạo hương tốt.
Hình 2.6: Nam men Saccharomyces cerevisiae dưới kính hiện vi
2.3.1 Đặc điểm hình thai va cau tạo tế bao của nam men
Tế bào hình cầu, hình ovan, hình trụ, hình chùy hoặc đôi khi là hình sợi Nắm men có thé thay đổi hình dáng và kích thước trong các giai đoạn phát triển và điều kiện môi trường xung quanh.
Tế bao nắm men có kích thước tương đối lớn, đường kính khoảng 1 pm, chiều dai 8 um Trọng lượng riêng của nam men (1,055 — 1,060 KDa) không khác may so với vi khuẩn (1,050 — 1,142 KDa).
Nam men là sinh vật don bao, tê bao nam men có cau tạo phức tạp và có thê chia thành: các cơ quan nội bao va các chat chứa trong tê bao.
Vỏ tế bào: bao quanh nắm men là một lớp màng mỏng dày đặc, được cầu tạo bởi protein, polysaccharide, phosphate va lipid Trong đó polysaccharide chiếm 90% chất khô của vỏ, polysaccharide bao gồm 2 thành phan là glucan (chủ yếu) va mannan.
Glucan là thành phan chính của vỏ, là một polymer của glucose Năm phía trong tiếp giáp màng tế bào chất Nếu lớp glucan bị phá hỏng thì toàn bộ tế bảo bị phá hủy.
Mannan có thé kết hợp với protein tạo thành lớp manoprotein rất khó phá hủy.
Mang tế bào chất: là lớp màng mong, dày 0,1 nm dính chặt với tế bao chất Chức năng của màng tê bào chât:
Bảo vệ, hàng rào thâm thấu. Điều chỉnh chất dinh dưỡng từ ngoài vào trong và ngược lại.
Thực hiện tong hợp thành phan của vỏ tế bào.
Nơi khư trú của một số enzyme và bảo quan (như ribosome) Vận chuyền vật chất qua mảng liên quan đến tính thâm thấu chọn lọc của mang tế bảo Đặc tính này phụ thuộc vào các enzyme phospholipase và lipase.
Té bào chát: ở thê keo, được cau tạo từ protein, lipid, khoáng, nước (90%) và các hợp chất khác Có độ nhớt cao, chứa các bào quan, cầu trúc thay đôi tùy theo thời kì của nắm men.
Ti thể: Dạng hạt nhỏ hoặc hình que, dạng sợi Số lượng ti thể dao động mạnh từ 1- 50 Trong môi trường có nông độ glucose thấp tế bào nam men có tới 100 — 200 ti thể, nhưng ở nồng độ glucose cao chỉ thấy 30 — 40 Hầu hết các phản ứng sinh năng lượng đều xảy ra ở đây Cau trúc của ti thé biến đổi khi nấm men chuyến từ điều kiện ki khí sang hiếu khí.
Nhân: câu tử bất biến, nhân chứa DNA va RNA Kích thước nhân không đồng nhất ở các chủng nam men và ngay cả cùng một chủng.
Các bào quan khác: không bào, ribosome, mạng lưới nội chất, thể golgi, Có cầu tao giống như tế bào thực vật.
2.3.2 Đặc điềm sinh lý của nam men
2.3.2.1 Thành phân hóa hoc của té bào nắm men
Nước chiếm 75% khối lượng Thành phần sinh khói thô (%) là: e Chất vô cơ 5-10 e Cacbon 25 —50 se NHơ 48-12 e Protein (N x 6,25) 30— 75 e Lipid 2—5
Chất khô của tế bao nắm men gém 23 — 28% là chat hữu cơ và 5 -7% chất tro.
2.3.2.2 Dinh dưỡng của nấm men Nam men có 2 nguồn dinh dưỡng là dinh dưỡng ngoại bao và dinh dưỡng nội bào Chất dinh dưỡng ngoại bao được thắm qua màng tế bảo vào tế bào chat, đó là các chất dinh dưỡng từ môi trường nuôi cây bên ngoài Khi môi trường bên ngoài nghèo hay cạn kiệt chất dinh dưỡng thì những chất dự trữ nội bào như glycogen, lipid hay các hop chất chứa nito sẽ được sử dụng như là nguồn dinh dưỡng nội bao.
Nam men có thé sử dụng đường làm nguồn cacbon, không sử dụng trực tiếp tinh bột, cellulose, hemicellulose Nam men Saccharomyces cerevisiae su dung glucose, fructose, maltose, saccharose, galactose, không sử dụng duoc pentose, lactose, melibiose.
Trong qua trỡnh nuụi cay nắm men ứlucose và fructose được sử dụng trước, kế tiếp là acid béo nhưng còn tùy vào thành phần của các acid này Trong đó acid acetic va glucose được sử dụng đồng thời Nam men sẽ sử dụng nguồn dinh dưỡng có lợi trước.
Nguồn nito cần thiết cho việc tổng hợp các cấu tử trong tế bao, là những hop chất hữu cơ hoặc vô cơ.
Nguồn nito chính là muối amoni: amoni sulfat, phosphat, muối axetat, lactat, maltat, tuy nhiên nam men không sử dụng được nitrat Môi trường lỏng amoniac (NH¿*) là môi trường lý tưởng cho nắm men chỉ sau acid amin Nam men sử dụng cả ure và pepton.
Nam men tiêu hóa tốt các acid amin tự nhiên, các nucleotide purin, pyrimidin, protein, một số amin và không sử dụng protein Các acid amin đóng vai trò là nguồn dinh dưỡng nitơ và cacbon Nam men chỉ sử dụng acid amin dạng tự nhiên Ham lượng nito phụ thuộc vào điều kiện môi trường, điều kiện hiếu khí và chủng loại nam men. e Chất vô cơ Các nguyên t6 vô cơ rất quan trọng Trong đó nhu cầu phospho là được quan tâm nhiều nhất, sau đó đến kali, magie, lưu huỳnh,
CAC QUA TRÌNH CHỦ YÊU XAY RA TRONG SAN XUẤT RƯỢU [15]
2.4.1 Quá trình dịch hóa 2.4.1.1 Cơ sở ly luận
Tinh bột của các loại nguyên liệu: gạo, ngô, khoai, san Có lớp mang bên vững bảo vệ nó khỏi bi men amylase tác dụng Mặt khác, ở trạng thái bình thường tinh bột không ở trạng thái hòa tan nên sự tác dụng của men amylase lên nó rất yếu.
Muốn tăng cường quá trình đường hóa cần phải phá vỡ cau trúc tế bào chuyển tinh bột về trạng thỏi hũa tan và đến lỳc đú enzym ứ - amylase đ được bố sung vào sẽ hoạt động phân cắt những tinh bột thành dextrin mach ngắn và một lượng nhỏ đường ứlucose tạo thuận lợi cho quỏ trỡnh đường húa.
2.4.1.2 Những biến đổi xảy ra trong quá trình dịch hóa Khi dun tinh bột với nước lên tới 40°C, hạt tinh bột bắt đầu trương nở Nếu tiếp tục tăng nhiệt độ, thé tích của hạt tinh bột tiếp tục tăng, mối liên kết giữa các phan tu cua hat tinh bot yếu dần và tới một lúc nào đó thì các phan tu tinh bot duoc tan ra trong dung dịch Hiện tượng tan ra của tinh bột này gọi là hiện tượng hồ hóa Khi tỉnh bột bị hỗ hóa thì enzym a - amylase phân cắt tỉnh bột thành những mạch ngắn làm dịch cháo lo ng ra.
2.4.2 Quá trình đường hóa 2.4.2.1 Cơ sở ly luận
Trong quá trình sản xuất rượu, tế bào nam men không có khả năng chuyển hóa tinh bột, hồ tinh bột thành rượu Chúng chỉ có khả năng sử dụng đường, chuyển hóa đường thành rượu Vì vậy, sau khi dịch hóa, dịch tinh bột cần được chuyển thành đường trước khi lên men Về lý thuyết, sự chuyển tinh bột thành đường có thé xảy ra nhờ sự xúc tác của các chất hóa hoc (acid, bazơ) hoặc men amylase Trong sản xuất rượu người ta chỉ sử dung enzym amylsae để đường hóa.
2.4.2.2 Những biến đổi xay ra trong quá trình đường hóa Sau khi dịch hóa tỉnh bột chủ yếu bị biến đổi thành dextrin mạch ngắn và một phan glucose khi vào ở thời điểm thích hợp cho glucoamylsae hoạt động thì các enzym này sẽ tiến hành phân cat dextrin và tạo ra các sản phẩm chủ yếu là đường glucose để chuẩn bị cho quá trình lên men.
2.4.3 Quá trình lên men rượu
2.4.3.1 Khái quát về quá trình lên men rượu
Lên men rượu là một quá trình trao đôi chât nhờ tác dụng của các enzym tương ứng gọi là chất xúc tác sinh học (được sinh ra từ sự trao đôi chat dé duy tri su sống của nắm men) Tùy theo sản phẩm tích tụ sau quá trình lên men người ta chia làm nhiều kiểu lên men khác nhau.
Lên men rượu bia đều là quá trình lên men yếm khí với sự có mặt của nắm men.
Nam men chuyển hóa đường thành rượu etylic và CO2 Người ta còn gọi lên men là quá trình cồn hóa, rượu hóa Trong quá trình lên men rượu người ta chia làm hai thời kỳ chính:
- Thời kỳ phát triển sinh khối: giai đoạn này với sự có mặt của O2 tế bào nắm men phát triển sinh khối (gia tăng kích thước và số lượng).
- Thời kỳ lên men chuyển đường thành rượu và CO2: giai đoạn này, nam men hấp thụ các chất dinh dưỡng va sử dụng các enzym sẵn có của mình dé thực hiện xúc tác sinh hóa trong quá trình trao đổi chất dé duy tri sự sống tạo thành rượu và CO2 (Nguyễn Đức Lượng, 2007).
2.4.3.2 Cơ ché của gua trình lên men Cơ chế của giai đoạn lên men nay như sau: đường va các chất dinh dưỡng của môi trường lên men được hấp thụ và khuếch tán vào trong tế bao nam men qua màng tế bào và được giữ lại trong tế bào Thông qua các hoạt động sống của tế bảo, sự xúc tác của hàng loạt các men khác nhau do nắm men tiết ra, rượu và COs được tạo thành và thoát ra khỏi tế bào Rượu tan tốt trong nước nên khuếch tán rất nhanh vào môi trường COa thoát ra bám vảo tế bào nam men, khi bọt khí COa đủ nhiều thi lực nâng sẽ lớn hơn trọng lượng tế bào nắm men, lam cho bọt khí va cả tế bao nam men cùng nối lên bể mặt dịch lên men, CO2 thoát ra đi vào không khí, còn tế bào nam men thì chìm xuống trở lại và sau đó lại có bọt khí CO2 khác bam vào, tiếp tục nhiều lần như vậy cho đến khi tế bào nam men không chuyển động lên xuống nữa thì xem như kết thúc quá trình lên men.
2.4.3.3 Các yeu 16 ảnh huong dén qua trình lén men
Có năm yêu tô chính anh hưởng tới qua trình lên men rượu như: anh hưởng của nông độ đường, nhiệt độ, của pH, nông độ rượu, ảnh hưởng của oxy.
* Anh hưởng của nông do dường trong dich lên men
Nong độ đường trong dịch lên men ảnh hưởng dén hiệu suât, hoạt động của nam men, quá trình lên men Đường cung cap nguôn cacbon là nguôn thức ăn cho nam men hoạt động.
Hàm lượng đường trong khoai lang tím thấp hơn nhu cầu của nam men trong quá trình lên men Dé tăng độ đường ta tiến hành đường hóa tinh bột trong khoai lang và bố sung đường tính luyện sacharose vào dịch lên men.
Với nắm men rượu vang có khả năng lên men biến đường thành rượu nồng độ đường 16 - 25%, nồng độ đường quá cao sẽ ức chế nam men va kha năng lên men rượu giảm khi nông độ đường 30 - 35%, ngược lại nông độ đường quá thấp giam năng lực lên men.
* Anh hưởng nhiệt độ Nhiệt độ lên men ảnh hưởng đến nắm men, quá trình lên men, chất lượng sản phẩm Nhiệt độ thấp thì quá trình lên men kéo dài nhưng chất lượng, hương vi rượu tốt hơn Nhiệt độ lên men càng cao thì thời gian lên men càng ngắn nhưng hàm lượng các chất không mong muốn (aldehyl, diacetyl, furfurol ) càng cao, hàm lượng rượu cảng thấp và hương vị sản phẩm không tốt.
Dé thay rõ ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt động sống của nam men, cụ thể nam men Saccharomyces cerevisiae trong quá trình lên men rượu nấm men phát triển tốt nhất ở nhiệt độ 20 - 30°C, nhiệt độ tối đa là 38°C, tối thiểu là 5°C Nam men được nuôi cây ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tối ưu 17 - 22°C có năng lực lên men rất lớn Quá trình nên men thì nằm men sẽ chịu được giới hạn nhiệt độ khá rộng từ 1 - 45°C Nếu nhiệt độ quá 50°C nam men sẽ chết.
CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN
Những nghiên cứu trong va ngoài nước chủ yếu xoay quanh việc ứng dụng nguồn tỉnh bột của khoai lang tím vào sản xuất cồn như các nghiên cứu của Wen-Shiang Lee và cộng sự (2012)[16], Muhammad Jusuf và Erliana Ginting (2014)[17], Liang Zhang và cộng sự (2011)[18]: ứng dụng vao sản xuất acid citric của Eriola Betiku và Olusola A Adesina (2013)[19]: khảo sát sự biến đối của thành phần dinh dưỡng trong quá trình lên men của O.A Abu và cộng sự (2000)[20]; các nghiên cứu điển hình về thành phan quan trọng nhất của khoai lang tím là anthocyanin[11, 21]; và thời gian gần đây các nghiên cứu lên men trên khoai lang tím và áp dụng sản phẩm rượu khoai lang tím vào các quá trình tiếp theo càng được chú trọng.
“Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ chế biến rượu vang từ bột khoai lang tím”[9]
- Xác định được các thông số thích hợp cho quá trình dịch hóa tỉnh bột khoai lang tím là nhiệt độ 70°C, pH 5,5; thu được hàm lượng chất khô hòa tan tong số là
- Xác định được các thông số thích hợp cho quá trình đường hóa tỉnh bột khoai lang tím bằng enzym glucoamylase: Nồng độ enzyme thích hợp 0,3% Khi sử dung enzym này thu được hàm lượng đường khử và hàm lượng chất khô hòa tan tổng số lần lượt là 12,63% và 13,5°Bx; nhiệt độ xử lý là 65°C, với nhiệt độ này thu được ham lượng chất khô hòa tan tổng số là 17,89°Bx; pH thích hợp là 3,5, giá trị pH này thu được hàm lượng chất khô hòa tan tong s6 la 17,93 °Bx.
- Xác định được các thông số công nghệ của qua trình lên men rượu đối với san phẩm rượu vang từ khoai lang tím Nhật Bản:
- Dịch khoai lang tím có hàm lượng chất khô ban đầu bằng 20 °Bx; pH thích hợp cho quá trình lên men là pH = 4; tỷ lệ nam men giống cay 3%. Ưu điểm:
- Với hai quá trình dịch hóa và đường hóa bằng enzyme, dé tài đ khảo sát va đánh giá được sự thay đổi của cơ chất qua hàm lượng chất khô hòa tan (°Bx) và hàm lượng đường khử theo ba yếu tố có ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của enzyme là pH, nhiệt độ và nồng độ enzyme.
- Khảo sát và đánh giá được ảnh hưởng của một số điều kiện như nông độ chất khô hòa tan, pH dịch lên men, tỷ lệ giỗng nắm men đến quá trình lên men và chất lượng rượu vang tạo thành.
- Khảo sát một số chỉ tiêu về cảm quan, hóa lý, vi sinh trên rượu vang tạo thành.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động enzyme trong hai quá trình xử lý chưa được khảo sát về sự làm biến đổi co chất theo thời gian, chưa thấy được sự thay đổi hàm lượng đường khử và hàm lượng chất khô ở mỗi yếu tố theo thời gian.
- Quá trình đường hóa và lên men riêng biệt, nên chưa đánh giá được tác động của hai quá trình này và sản phẩm tạo ra trong đường hóa có tác động đến sự phát triển và hoạt động của nắm men.
“ Tối ưu hóa quá trình lên men giẫm vang khoai lang tím (Ipomoea batatasL.) và on định anthocyanin, hoạt tính chong oxi hóa trong quá trình tồn trir”’[22]~
Nội dung: Nghiên cứu di qua hai quá trình lên men rượu va sử dụng nguồn cơ chất đó cho lên men giấm vang Quá trình lên men sử dung hai enzyme alpha-amylase (132.5 U/g) và glucoamylase (296,5 U/g) và dòng nam men Saccharomyces cerevisiae phân lập từ rượu vang khóm [17], di qua ba giai đoạn là dich hóa, đường hóa va lên men Giống vi khuẩn sử dụng cho lên men giấm vang là vi khuẩn Acetobacter aceti ( ATCC, Mỹ) Các nhân tô tối ưu cho lên men giấm vang là hàm lượng ethanol, hàm lượng đường bé sung va mật số vi khuẩn A aceti Đánh gia su ôn định của anthocyanin và hoạt tính chống oxi hóa của giẫm vang có bố sung acid ascorbic va acid citric, sam phẩm tổn tru ở nhiệt độ phòng dé theo dõi.
- Rượu khoai lang tím sau 10 ngày lên men cho ham lượng côn 10,17 + 0,72 (% v/v), hàm lượng đường sót 11,2 +0,6 (g/L).
- Điều kiện lên men tối ưu cho nông độ acid acetic cao nhất (4.275%) được xác định với nông độ ethanol 5,5 % v/v, nông độ đường 56,5 g/L, mật độ vi khuẩn 105 tế bao/mL.
- Bố sung acid citric 0,05% giúp 6n định hàm lượng anthocyanin và hoạt tính chống oxi hóa. Ưu điểm:
- Ứng dụng nguồn nông sản khoai lang tím vào làm sản phẩm rượu, tiếp nối sử dụng rượu cho sản phẩm chuyền hóa tiếp theo là giấm vang.
- Sử dụng được dòng nắm men Saccharomyce serevisiae từ nghiên cứu trước và chủng vi khuẩn A aceti vào quy trình nghiên cứu.
- Ôn định hoạt chất anthocyanin trong sản phẩm.
- Tách riêng quá trình đường hóa và lên men nên thời gian tạo sản phẩm rượu kéo dài hơn.
- Dòng nắm men từ rượu vang khóm có phù hợp và đáp ứng tối đa trên cơ chất là khoai lang tím, áp dụng các thông số đ biết cho quá trình lên men.
“Mô hình hóa quá trình thủy phân vỏ khoai lang tím Nhật bằng enzyme sử dụng mô hình bề mặt đáp ứng” [23]
Nội dưng: hai bước thủy phân bang enzyme đối với vỏ khoai lang tim (là phế pham của quá trình sản xuât) được tôi ưu hóa Anh hưởng của nhiệt độ, thời gian va
Trang 34 liều lượng enzyme cho mỗi tiến trình thủy phân (dịch hóa và đường hóa) đến ham lượng chất khô hòa tan và hàm lượng đường khử đ được nghiên cứu.
- Phương pháp bề mặt đáp ứng được áp dụng thành công cho hai bước thủy phân vỏ khoai lang băng hệ enzyme ơ-amylase.
- Độ Brix tối đa thu được cho bước dịch hóa là 4,9°Brix trong 50 phút thủy phân ở 80°C với liều lượng a-amylase sử dụng là 0,22% (v/v).
- Xác định các điều kiện tối ưu trong quá trình đường hóa Nông độ glucose đạt được 30 g/L ở nhiệt độ thủy phân tối ưu 60°C lúc 134 phút với liều lượng glucoamylase 0,074% (v/v).
- Kiểm định các điều kiện tối ưu của quá trình dich hóa và đường hóa với độ Brix 4.95°Brix và nồng độ glucose thực tế và 30,7g/L. Ưu điểm:
- Nghiên cứu sử dụng nguôn vỏ khoai lang tím như là một bước tận dụng nguồn phế phẩm này, góp phần nâng cao trong sử dụng triệt để các thành phân từ khoai lang tím cho ứng dụng trong sản xuất.
- Dịch đường glucose thu được sau đường hóa có thé được sử dụng tiếp như là nguồn carbon và được nghiên cứu chuyên đổi thành các sản phẩm hữu ích khác.
- Yếu t6 pH chưa được khảo sát sự ảnh hưởng trong quá trình dịch hóa và đường hóa
- Chưa xác định thời gian cụ thé cho xử lý mẫu ban dau, điều kiện nhiệt độ dé giữ ôn định mẫu ban đầu.
CÁC PHƯƠNG PHÁP TRONG NGHIÊN CỨU
QUÁ TRÌNH THU NHẬN RƯỢU KHOAI LANG TÍM TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM
Chế phẩm Bo sung men va enzyme Hoat hoa Dextrozyme
GA v Đường hóa và lên men
Hình 3.2: Quy trình thu nhận rượu khoai lang tím trong phòng thí nghiệm.
Từ bột khoai lang tím, tiễn hành thêm nước và chế phẩm amylase vào bột khoai lang tím dé tiến hành thủy phân tinh bột ở nhiệt độ và pH thích hợp Sau thủy phân, pH môi trường dịch thủy phân khoai lang tím được điều chỉnh vẻ giá trị thích hợp cho giống vi sinh vật lên men Sau đó được đem hấp tiệt trùng ta có môi trường lên men, vi sinh vật được cây vào môi trường lên men và tiễn hành lên men ở một thời gian nhất định Dịch thu được sau quá trình lên men đem ly tâm ở tốc độ 6000 vòng/phút để tách b Dịch thu được sau ly tâm là rượu khoai lang tím.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung 1: Xác định các thông số và đặc tính nguyên liệu
- _ Xác định thời gian hoạt hóa nam men cho sự tăng sinh va nảy chéi - ac định các thành của củ khoai lang tím ban đầu và bột khoai lang tím: độ âm, hàm lượng tinh bột, hàm lượng đường khử.
Nội dung 2: Khảo các thông số ảnh hưởng trong quá trình dịch hóa bằng chế phẩm enzyme Termamyl SC
- — Xác định ty lệ bột khoai lang tím/nước thích hợp cho quá trình dịch hóa.
- Nghiên cứu xác định nồng độ chế phan enzyme Termamyl SC cho dịch hóa bột khoai lang tím.
- _ Nghiên cứu xác định nhiệt độ thích hop cho dịch hóa bột khoai lang tím.
- Nghiên cứu xác định pH đến khả năng dịch hóa bột khoai lang tím.
- Khao sát ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm Termamyl SC đến quá trình đường hóa và lên men.
Nội dung 3: Khao sát các thông số anh hưởng trong quá trình đường hóa bằng chế phẩm enzym Dextrozyme GA
- Khao sát nồng độ chế phẩm Dextrozyme GA bố sung trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tím.
- Khao sát pH trong quá trình đường hóa tinh bột khoai lang tim.
Nội dung 4: Khảo sát các thông số anh hưởng của quá trình lên men rượu từ khoai lang tím
- Khao sát ảnh hưởng cua nông độ chất khô của dịch lên men đến chất lượng rượu vang từ khoai lang tím.
- Khao sát ảnh hưởng của pH lên men đến chất lượng rượu từ khoai lang tim.
- _ Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ tiếp giống nam men của quá trình lên men đến chat lượng rượu từ khoai lang tím.
Nội dung 5: Thiết lập quy trình lên men rượu khoai lang tím với các thông số đã chọn, đo độ cồn và hàm lượng anthoeyanin trong sản phẩm rượu khoai lang tím.
BÓ TRÍ THÍ NGHIỆM
3.4.1.1 Xác định thoi gian hoạt hóa nấm men cho sự tang sinh va nay choiNam men dạng bột khô được dem hoạt hóa trong canh trường thích hop chứa thành phan malt, peptone và đường glucose bang cách hòa 0,1g vào 10 ml môi trường.
Hoạt hoá trong điều kiện hiếu khí (có oxi là yếu tố cần thiết cho sự tăng sinh khối của tế bảo nam men) ở nhiệt độ 42°C, pH môi trường hoạt hoá là 6 Quan sát khả năng nảy chéi theo thời gian theo các mốc thời gian 8h,12h,16h, 20h,24h. e Phương pháp: lay 1 giọt canh trường nắm men nhỏ lên vùng đếm của buồng đếm hồng cau, nhỏ 1 giọt NaOH/H›SOx 10%, day lamelle lai , quan sát dưới kính hién
Vi. e Tính phan trăm số tế bao nảy chdi trên tổng số tế bào quan sát được từ kính hiển vi.
3.4.1.2 Xác định ty lệ bột khoai lang từm/nước thích hop cho qua trình dich hóa.
Bột khoai lang tim được chia thành các mẫu có khối lượng như nhau m = 10g.
Tiến hành thí nghiệm khảo sát với các ty lệ bột khoai lang tím/nước khác nhau: 1/6, 1/8, 1/10, 1/12, 1/14 sau đó bố sung chế phẩm Termamyl SC với nông độ 0.3ml/kg nguyên liệu ở điều kiện nhiệt độ 90°C trong thời gian 1 giờ.
Sau 1 giờ khảo sát lấy mẫu đo lượng đường khử, từ đó xác định chỉ số DE, xác định tỷ lệ bột khoai lang nước thích hợp cho dịch hóa.
3.4.2 Khao sát quá trình thủy phan bật khoai lang tím
Quá trình thủy phân được thực hiện trong ống nghiệm ®18 có chứa 2 g bột khoai lang tím và 20 ml nước cất Sau đó thêm chế phẩm Termamyl SC, rồi dé vào bể điều nhiệt dé phản ứng thủy phân xảy ra Các thông số của quá trình thủy phân như: nồng độ chế phẩm Termamyl SC, nhiệt độ thủy phân và pH ban đầu của môi trường được thay đối theo từng bồ trí thí nghiệm.
3.4.2.1 Anh huong cua nông đô chế phẩm Termamyl SC dén gua trình thuy phan bột khoai lang tim theo thoi gian
Mục đích: khảo sát su thay đổi chỉ số DE (Dextrose Equivalent) theo nồng độ chế phẩm Termamyl SC va theo thời gian.
Thông số cố định: ° pH ban dau của môi trường 6,0 ° Nhiệt độ thủy phân 90°C
Thông số thay đổi: nồng độ chế phẩm Termamyl SC: 02; 0,3; 04; 0.5: 0,6
(ml/kg nguyên liệu) Thực hiện: bột khoai lang tím được thêm nước theo tỷ lệ 1/10 = bột khoai lang/ nước Đặt vào bể điều nhiệt, thiết lập nhiệt độ cần đạt là 90 C Khi nhiệt độ trong bể
Trang 50 đạt mức 6n định 90, điều chỉnh pH đến 6,0 Tiến hành thêm chế phẩm Termamyl SC với các nông độ cần khảo sát ở trên Mau lay theo thời gian: 30, 60, 90, 120, 150 (phút) vàđược kiểm tra hàm lượng đường khử, từ đó tinh ra chỉ số DE.
3.4.2.2 Ảnh huong cua nhiệt do dén gua trình thuy phan bot khoai lang tim theo thời gian
Mục đích: khảo sát sự thay đôi chỉ số DE theo nhiệt độ thủy phân và theo thời gian.
Thông số có định: e pH ban dau của môi trường 6,0 e Nông độ chế phẩm Termamyl SC 0,3 ml/kg nguyên liệu
Thông số thay đổi: nhiệt độ thủy phân: 75; 80; 85; 90; 95 (°C) Thực hiện: bột khoai lang tím được thêm nước theo ty lệ 1/10 Đặt vào bể điều nhiệt, thiết lập nhiệt độ lần lượt theo các nhiệt độ cần khảo sát Khi nhiệt độ trong bể đạt mức 6n định, điều chỉnh pH đến 6,0 Tiến hành thêm chế phẩm Termamyl SC với nông độ 0,4 ml/kg nguyên liệu Mau lay theo thời gian: 30, 60, 90, 120, 150 (phút) và được kiểm tra hàm lượng đường khử, từ đó tính ra chỉ số DE.
3.4.2.3 Ảnh huong cua pH ban đâu của môi truong dén gua trình thuy phán bot khoai lang tim theo thoi gian
Mục đích: khảo sát sự thay đổi chi số DE theo pH ban dau của môi trường va theo thời gian.
Thông số có định: ° Nhiệt độ thủy phân 90°C ° Nông độ chế phẩm 7ermamylSC — 0.3 (ml/kg nguyên liệu) Thông số thay doi: pH ban đầu của môi trường: 4; 4,5; 5; 5,5; 6; 6,5 Thực hiện: bột khoai lang tím được thêm nước theo ty lệ 1/10 Đặt vào bể điều nhiệt, thiết lập nhiệt độ cần đạt 90°C Khi nhiệt độ trong bể đạt mức 6n định, điều chỉnh pH đến các giá trị cần khảo sát Tiến hành thêm chế phẩm Termamyl SC với nông độ 0,4 ml/kg nguyên liệu Sau đó đưa vào bể điều nhiệt ở nhiệt độ thủy phân 90°C, mẫu lay theo thời gian: 30, 60, 90, 120, 150 (phút) và được kiểm tra hàm lượng đường khử, từ đó tính ra chỉ số DE.
3.4.2.4 Anh hưởng của nông độ chế phẩm Termamyl SC đến quá trình lên men dich thuy phân khoai lang tim
Thực hiện quá trình thủy phân dịch khoai lang tím với sự thay đối nông độ chế phẩm Termamyl SC b6 sung, cô định các thông số ảnh hưởng là nhiệt độ, thời gian và pH, mỗi nông độ enzyme làm 3 mẫu.Thu dịch thủy phân làm môi trường cho quá trình đường hóa và lên men rượu với các thông số có định như pH 5, nhiệt độ 37°C, nông độ chất khô hòa tan 16°Bx, ty lệ cây nam men 107 tế bao/ml dịch thủy phân.
- Do độ nhớt và chỉ số DE của dịch thủy phân - Do nông độ côn sinh ra theo thời gian
3.4.3 Khao sat quá trình lên men dich thuy phan bột khoai lang tím
Sử dụng kết quả quá trình thủy phân dịch khoai lang tím để khảo sát quá trình lên men tiếp theo Dịch khoai lang tim sau thủy phân được tiến hành lên men trong erlen 250ml Mỗi erlen được chuẩn bị 100ml môi trường dịch thủy phân khoai lang tím đ tiệt trùng ở 121°C trong 15 phút Nam men được bồ sung vảo các erlen theo tỉ lệ 1:10
(v/w) với mật độ giống cấy 107 cfu/ml Mỗi erlen được bổ sung thêm chế phẩm Dextrozyme GA nhằm mục đích tiến hành đồng thời quá trình đường hóa va lên men.
Quá trình lên men được thực hiện trong điều kiện tĩnh, ở nhiệt độ 37°C Các thông số của quá trình lên men như pH ban đầu của môi trường, nồng độ chất khô hòa tan của môi trường và nông độ chế phẩm Dextrozyme GA được thay đổi theo từng bồ trí thí nghiệm.
3.4.3.1 Ảnh huong cua nông đô chế phẩm Dextrozyme GA dén gua trình lên men dịch thuy phan bột khoai lang tim theo thoi gian
Mục dich: khảo sát ham lượng côn, hàm lượng tinh bột sót theo nông độ chế phẩm.
Dextrozyme GA và theo thời gian.
Thông số cố định: e pH của môi trường lên men 5 e Nhiệt độ lên men 37°C e Nong độ chat khô hoa tan 16°Bx Thong số thay doi: nông độ chế phẩm Dextrozyme GA: 0; 0,5; 1; 1,5 (ml/kg nguyên liệu).
Thực hiện: sau khi thủy phân nông độ chất khô hòa tan của môi trường dich khoai lang tím được điều chỉnh về 16°Bx, pH môi trường 5, nhiệt độ cho quá trình đường hoá và lên men đồng thời là 37°C Các erlen chứa môi trường được hấp tiệt
PHUONG PHAP PHAN TICH 1 Phan tích độ âm
Sử dụng cân phân tích âm điện tử tự động, model MF-50, h ng AND.
Sử dụng nhớt kế Ostwald.
3.5.3 Nông độ chất khô hòa tan
Sử dụng chiết quang kế Atago NI của Nhật Ban dé do OBx của các mẫu.
Sử dụng máy đo pH dé ban dé do pH của các mẫu.
3.5.5 Ham lượng đường khử [13] Đường khử được định lượng bằng phương pháp quang phô so màu Phương pháp này dựa trên phản ứng tạo mảu giữa đường khử với thuốc thử 3,5 — dinitrosalicylic acid (thuốc thử DNS) DNS có màu vàng trong dung dịch kiềm sẽ bị khử thành acid 3 — amino
—5 — nitrosalicylic có màu đỏ cam.
Cường độ mau của hỗn hợp phan ứng tỉ lệ thuận với nồng độ đường khử trong một phạm vi nhất định, được do bang máy quang phố so màu Dựa theo đồ thị đường chuẩn của glucose tinh khiết với thuốc thử, ta sẽ tinh được ham lượng đường khử của mẫu nghiên cứu Hợp chất tạo thành có độ hấp thu mạnh nhất tại bước sóng 540nm.
Dùng enzyme amylase thủy phân hoàn toàn tính bột thành glucose Định lượng tỉnh bột dựa vào ham lượng glucose trước và sau thủy phân Kiểm tra đ thủy phân hoàn toàn băng một giọt thuốc thử Lugon.
Trang 54 e Thuy phân tinh bột thành đường trong HCI 10%, gia nhiệt đến 95°C, dun cách thuỷ trong 90 phút. e Làm nguội, trung hoa acid du băng dung dịch NaOH, dung chất chỉ thị metyl da cam. e Xác định hàm lượng đường khử bang phương pháp quang phố so màu như ở mục
4.5.5. e Từ kết quả đường khử, xác định hàm lượng tinh bột thông qua hệ số chuyển đổi đường khử thành tinh bột (0,9)
Hàm lượng tinh bột = hàm lượng đường khử x [0,9]
> Ham lương tinh bột sót:
X: lượng tinh bột có trong mẫu (g/L)
XTrp: lượng đường khử trong dịch sau thuỷ phân với acid (g/L)
Xx: lượng đường khử trong dịch trước thuỷ phân với acid (g/L)
0,9: hệ số chuyến đổi đường khử thành tinh bột 3.5.7 Hàm lượng côn [13]
Hàm lượng cồn được định lường bằng 2 phương pháp: dùng côn kế và quang phố
* Với phương pháp đo bang côn kế, sử dụng côn kế điện tử của h ng Atago — Nhật
- _ Khoảng đo rượu ethylic 0.0 đến 45.0%; nhiệt độ: 10.0 đến 35.0°C.
- - Độ chính xác: rượu ethylic +1.0%; Nhiệt độ +1°C.
- D6 phân giải: rượu ethylic 0.5%; nhiệt độ 0.1°C.
> Phương pháp dùng côn kế có ưu điểm là nhanh nhưng độ chính xác không cao, nên chỉ áp dụng cho các thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tô đến quá trình đường hoá và lên men đồng thời. s* Với định lượng hàm lượng cồn băng phương pháp quang phố so màu[22].
Phương pháp này dựa trên phản ứng oxi hóa khử giữa côn (C2HsOH) với thuốc thử kali dicromat (KaCrzO;) Gốc CrzOz” có màu vàng trong dung dich sẽ bị khử thành gốc Cr?* không màu trong môi trường acid HCIOx đậm đặc.
Cường độ màu của hỗn hợp phản ứng tỉ lệ nghịch với nồng độ cồn trong một phạm vi nhất định, được đo bang máy quang phố so mau Dựa theo đồ thị đường chuẩn của dung dịch côn chuẩn 0,1% với thuốc thử, ta sẽ tính được ham lượng côn của mẫu nghiên cứu Hợp chất tạo thành có độ hấp thu mạnh tại bước sóng 350nm.
> Phương pháp nay được sử dụng để xác định hàm lượng côn trong sản phẩm khi kết thúc quá trình đường hoá và lên men đồng thời Sản phẩm sau lên men được lọc, ly tâm tách b , chung cất để xác định hàm lượng côn được tạo thành.
3.5.8 Phương pháp đếm khuẩn lạc phát trién trên môi trường đặc [35]
3.5.8.1 Nguyên tắc Bản chất của phương pháp này là cây một thể tích xác định mẫu huyền phù vi sinh vật lên môi trường thạch trong hộp petri Môi trường thạch được chọn có thành phân cơ chất đặc trưng và thích hợp cho loài vi sinh vật cần định lượng phát triển Sau một thời gian nuôi cây trên bề mặt thạch sẽ xuất hiện các khuẩn lạc và ta có thể quan sát được bang mat thuong Dua vao số khuẩn lạc dém được, thé tích mẫu đ cây và hệ số pha lo ng, ta có thé suy ra số khuẩn lạc có trong Iml mẫu khảo sát ban dau. Ưu điểm: ta chỉ định lượng những tế bào sống có trong mẫu khảo sát Day là phương pháp thường được sử dụng để theo dõi sự sinh trưởng của vi sinh vật trong các quá trình lên men cũng như để kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh của thực phẩm.
Nhược điểm: thời gian dài, tốn kém chi phí hóa chất và nếu kỹ thuật gieo cấy không tốt có thé làm xuất hiện các khuẩn lạc có nguồn gốc từ những tế bào khác nhau.
3.5.8.2 Cách tiễn hành e Mẫu được pha lo ng tuần tự thành các d y nồng độ thập phân 1/10, 1/100,
1/1000 e Chọn 2 nông độ pha lo ng liên tiếp mà dự kiến chứa số khuẩn lạc trong khoảng 25-250 khuẩn lạc/đĩa Mỗi bậc pha lo ng hút ra 0,Iml đem trải đĩa Đối với độ pha lo ng cần tiễn hành gieo cay trong 2 hộp petri. e Uởnhiệt độ 32°C trong 48h sau đó đem ra đọc kết quả.
3.5.8.3 Tĩnh kết quả Dựa vao các kết quả đếm số khuẩn lạc ta sẽ tính được mật độ giống cấy tùy theo các trường hợp được ghi rõ trong sách “Thi nghiệm vi sinh vật học” của Lê Văn Việt
Mẫn (chủ biên), bài 11 từ trang 30 đến trang 33 [21].
3.5.9 Phương pháp xác định đường cong sinh trưởng của nam men [35]
Chọn phương pháp đếm khuẩn lạc tại các thời gian khác nhau: Oh, 4h, 6h, 8h, 12h,
18h, 24h, 30h, 36h, 42h, 48h, 54h, 60h, 66h, 72h, 78h, 84h, 90h, 96h để thé hiện đường cong sinh trưởng của nam men Saccharomyces cerevisiae.
Cách tiễn hành: e Nam men Saccharomyces cerevisiae được bỗ sung vào môi trường dịch thủy phân khoai lang tím với tỉ lệ giỗng 10%. e© Ủở32°C và ứng với mỗi thời gian trên ta lay ra một ít dịch nuôi cay nấm men đem đồ hộp petri để đếm khuẩn lạc trên môi trường đặc Hansen. e© Ủ hộp petri ở 32°C trong 48h. © Đọc kết quả và vẽ đường cong sinh trưởng giữa thời gian và mật độ tế bào.
PHƯƠNG PHAP XU LY SO LIEU
Trong nghiên cứu nay, mỗi thi nghiệm được lặp lại 3 lần và kết quả là giá trị trung bình của 3 lần lặp lại Đánh giá sự khác biệt giữa các mẫu thí nghiệm được thực hiện bang phương pháp thống kê ANOVA (Analysis Of Variance) (a = 0,05) bởi phan mềm Statgraphic Centution XV Cac phép tính toán được tién hành trên phần mềm
KẾT QUÁ VÀ BÀN LUẬN
4.1 kết quả xác định thành phan của nguyên liệu khoai lang tim Bảng 4.1: Một số thành phần của khoai lang tím Nhật thu hoạch từ Sa Đéc, Đồng
Thành phan Hàm lượng Độ âm (%) 68.69+0.02*
Ghi chi: * Độ lệch chuẩn của giá trị trung bình Bảng 4.2: Kết quả xác định một số chỉ tiêu của nguyên liệu bột khoai lang tím
Chỉ tiêu Bột khoai lang tím Độ âm (%) 5 37+0,02 Đường khử (%) 14.3306+0,0057 Tỉnh bột (%) 64.0789+0,0307 Anthocyanin (mg/100g) 226.07 + 0.03
Kết quả phân tích cho thay bột khoai lang tím có hàm lượng đường (14,3306%) và hàm lượng tinh bột (64,0789%) khá cao, phù hợp với chỉ tiêu bột khoai lang tím được sử dụng trong một số nghiên cứu như nghiên cứu của Hoàng Thị Lệ Hang [27] hay Nguyễn Thị Mỹ Tuyển [22] Hàm lượng anthocyanin tăng cao khoảng 3,68 lần tương ứng với khoảng tăng hàm lượng anthocyanin nghiên cứu của Kanitta [34] trong điều kiện say ở 80°C và thời gian 251,167+13,6002 phút, và một số nghiên cứu về tác động nhiệt trong tiền xử lý nguyên liệu làm giàu thành phần chống oxi hóa cho thấy do quá trình xử ký nhiệt gây tác động tốn hại làm phá vỡ cấu trúc tế bào mô thịt khoai lang và dẫn đến sự chiết xuất các thành phần dễ dàng hơn.
4.2 kết quả xác định thời gian hoạt hóa nam men Qua các mốc thời gian, xác định được tỷ lệ tế bào nam men nay chồi cho kết quả ở bảng sau:
Bang 4.3: Tỷ lệ nam men nảy chồi qua thới gian hoạt hóa từ nắm men dang bột.
Thời gian (h) Tỷ lệ nam men nay choi (%)
Bước hoạt hóa nam men rượu trong môi trường có chứa các thành phan glucose như là một bước đệm cho nằm men quen dan với môi trường có nồng độ đường cao, kích hoạt quá trình sinh sản bằng cách nảy chéi, đây là giai đoạn nam men hoạt động mạnh nhất cho quá trình tạo tế bào con từ chổi va cũng là giai đoạn các hoạt lực chuyển hóa của nắm men tăng cao.[40] Giai đoạn hoạt hoá được thực hiện trong điều kiện hiếu khí nhằm cun cấp oxi cho quá trình tăng sinh khối của tế bào nắm men Qua bảng khảo sát ta thay ty lệ tế bào nấm men nảy chổi và số lượng tế bào trong môi trường hoạt hoá ngày càng tăng theo thời gian, tỷ lệ tế bào nam men nảy chéi đến 24h thì đạt trên 98% Từ mốc thời gian này nam men có hoạt lực lên men cao và số lượng tăng sinh nhiều, thích hợp dé bồ sung vào môi trường co chất cho quá trình lên men.
4.3 Xác định tỷ lệ bột khoai lang tím/nước thích hợp cho quá trình dịch hóa.
Do đặc tính của sản phẩm rượu là có trạng thái trong suốt, mùi vị và màu sắc đặc trưng của loại nguyên liệu đưa vào chế biến, trong khi đó nguyên liệu là có trạng thái là bột khô nên việc nghiên cứu xác định tỷ lệ phối trộn nguyên liệu/nước là rất cần thiết nhằm tạo cho sản phẩm sau này có các chỉ tiêu cảm quan phù hợp với đặc tính và thị hiéu người tiêu dùng Ngoài ra, trạng thái của dịch khoai lang tim cũng là một trong các điều kiện quyết định đến khả năng hoạt động của các chế phẩm enzym dịch hóa và đường hóa.
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của ty lệ bột khoai lang tím/nước đến chất lượng dịch khoai lang tím sau khi dịch hóa
Chỉ tiêu | Chỉ số DE
Nguyê Nhận xét cảm quan liệu/nước
Dịch đặc quánh, mùi đặc trưng khoai 1/6 0 ,2503° lang tim
Dich đặc tách nước, mùi đặc trưng
` 02518 cua khoai lang, mau do dam.
1/10 0,2665° Phan lớp mau đỏ hồng, mùi đặc trưng của khoai lang. me 05H dồ Xa _—— hong ì
1/14 0.2556 Phân lớp, lắng cặn nhiều Màu hồng nhạt, ít có mùi khoai lang tím.
(Ghi chú: Các giá trị trong cùng một cột có chỉ số mũi khác nhau thì khác nhau ở mức ÿ nghĩa a = 0,05)
Qua các kết quả thu được ở bảng 4.4 cho thấy ty lệ nguyên liệu bột khoai lang tím/ nước có ảnh hưởng đến chất lượng dịch khoai lang tím sau khi dịch hóa bằng enzym Termamyl, cụ thé là ảnh hưởng đến hàm lượng đường khử trong dịch thủy phân Cụ thé:
Về mặt hóa học: Khi tỷ lệ nguyên liệu càng giảm thi hàm lượng đường, chat khô hòa tan của các mẫu giảm dan, tuy nhiên mức độ giảm này không đều Các giá trị này ở các mẫu có ty lệ 1/10 và 1/12 có mức giảm ít nhất Còn ở mẫu có tỷ lệ nguyên liệu thấp hơn hàm lượng đường và chất khô hòa tan tổng số giảm nhiều hơn, chỉ số DE thấp hơn.
Về chỉ tiêu cảm quan: Các mẫu có ty lệ nguyên liệu thấp (ty lệ 1/12 — 1/14) có trạng thái lo ng va bi phân lớp mạnh và lắng cặn, đồng thời mau sắc của dịch sau đường hóa có màu hồng nhạt hơi xám, không có mùi đặc trưng của khoai lang Ngược lại, ở mẫu có tỷ lệ nguyên liệu cao (ty lệ 1/6, 1/8) lại có màu đỏ đậm, dịch quá đặc dan đến hiệu suất thủy phân là rất thấp Trong khi đó mẫu có tỷ lệ nguyên liệu/nước = 1/10 có trạng thái và màu sắc là tốt hơn cả, đặc biệt cho mùi đặc trưng.
Hàm lượng đường khử tăng lên khi tăng tỉ lệ bột khoai lang tím:nước từ 1:6 lên 1:8 và bat đầu đạt tới ôn định cao nhất là 1:10 Điều này được giải thích là khi lượng nước thấp, khả năng tiếp xÚc cua enzyme voi cơ chất bị han chế, mức độ linh động của enzyme thấp dẫn tới hàm lượng đường khử (mg/ml) thấp.
Khi tăng lượng nước đến một mức độ nhất định thì khả năng tiếp xúc của enzyme với cơ chất dần dat mức tối da, tinh bột khoai lang tím bị thủy phân ở mức độ cao cùng với hàm lượng enzyme sử dụng, do đó giải phóng hàm lượng đường khử (mg/ml) là cao nhất.
Tuy nhiên, càng tăng lượng dung dịch trong phản ứng thủy phân thì càng làm lo ng nồng độ enzyme nên khả năng tiếp xúc với co chất hạn chế dẫn tới hàm lượng đường khử (mg/ml) cũng giảm.
Từ đó thấy rằng với tỷ lệ nguyên liệu/nước là 1/10 là môi trường thích hợp nhất cho quá trình dịch hóa bằng enzym Termayl SC.
> Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hướng đến quá trình dịch hóa với chế phẩm Termamyl SC.
4.4 Nong độ chế phẩm Termamyl SC thích hợp cho quá trình dịch hóa bột khoai lang tím theo thời gian Sau khi trộn bột khoai lang tímvới nước theo tỷ lệ 1/10 như đ khảo sát ở trên, ta được một dạng huyền phù, các hạt bột phân tan vào môi trường nước Cai đặt nhiệt độ cần đạt cho bê điều nhiệt, cho mẫu vào Tinh bột trong khoai lang tím có khoảng nhiệt độ hồ hóa 52 - 64°C, quá trình gia nhiệt trong bể góp phần phá vỡ cấu trúc hạt tỉnh bột.
Nhiệt độ tăng đến khoảng 40°C, hạt trương nở, tăng về thé tích và kích thước Khi đến giới hạn của nhiệt độ hồ hồ hóa, thé tích tăng gấp 50-100 lần so với ban đầu, độ nhới tăng cực đại Khi nhiệt độ đạt đến mức cần cho khảo sát là 90°C, trong dung dịch có sự chuyển động hỗn loạn, các liên kết lỏng lẻo, các phân tử amylose và amylopectin khuếch tán ra ngoài ở dạng tự do, tính bột hòa tan Điều chỉnh pH và cho chế phẩm enzyme vào bắt đầu khảo sát sự dịch hóa, độ nhớt giảm dần theo nông độ enzyme và theo thời gian.
Xác định độ nhớt và chỉ số DE của dung dịch qua giai đoạn dịch hóa theo thời
NỒNG ĐỘ ENZYME (ML/KG NGUYÊN LIỆU)
Hình 4.1: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm Termamyl SC đến quá trình thủy phân bột khoai lang tím theo thời gian qua độ nhot.
Kết quả khảo sát độ nhot của dịch khoai lang tím sau dịch hóa cho thay độ nhớt giảm theo sự gia tăng nông độ enzyme Khi tăng nồng độ enzyme từ 0,1 lên 0.3 có sự giảm độ nhớt đáng kế ở các mốc thời gian khảo sát Ba thời gian khảo sát từ 90-120- 150 phút không có sự thay đối về độ nhớt có ý nghĩa khi tăng nồng độ enzyme từ 0,3 lên 0,5 ml/kg nguyên liệu Tại nồng độ enzyme 0.3 ml/kg nguyên liệu, dung dịch sau thủy phân có độ nhớt cao nhất và chỉ số DE thấp nhất, nên dịch khoai lang tím dịch hóa tại nồng độ enzyme này sẽ cần nhiều thời gian hơn cho quá quá trình đường hóa. Ở nông độ 0.3 — 04+— 0,5 chỉ số DE không có sự khác biệt về ý nghĩa thống kê p
< 0,05 Và 3 nồng độ này cho chỉ số DE thấp nhất ở các mốc thời gian 30-90-120-150 phút Dung dịch có độ nhớt thấp hơn làm tăng hiệu quả truyền khối, tạo thuận lợi cho quá trình đường hóa và lên men sau này Khi enzyme và nam men dễ dàng tiếp xúc với cơ chất, giúp tốc độ phản ứng xảy ra nhanh hơn.
NỒNG ĐỘ ENZYME (ML/KG NGUYÊN LIỆU)
Hình 4.2: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm Termamyl SC đến quá trình thủy phân bột khoai lang tím theo thời gian qua chỉ số DE.
Qua hình 4.2 nhận thấy mức độ thủy phân của quá trình dịch hóa bột khoai lang tim tăng tỉ lệ thuận với chiều tăng của nông độ chế phẩm Termamyl SC sử dung, tuy nhiên mức độ tăng giữa các mẫu không đều nhau.
HAM LƯỢNG CỒN (%V/V)
NONG ĐỘ CHẤT KHO HOA TAN (2BX)
Hình 4.9: Anh hưởng của nồng độ chat khô hòa tan đến quá trình lên men dich thủy phân bột khoai lang tím.
Qua hình 4.9 ta thay nồng độ chất khô hòa tan thích hop cho nam men phát triển và lên men tạo cồn nhiều nhất tại 18°Bx Nông độ chất khô ở các mức 12, 14, 16 thì thấp, không đủ cơ chất dé nam men sử dụng tạo côn.
So với các nghiên cứu trên quá trình lên men từ khoai lang tím [7, 22,36] thì nông độ chất khô hòa tan ở thí nghiệm đạt được cao hơn 1 Bx, điều này có thé ly giai do nam men str dung la dang thuong mai co hoat tinh cao hon so voi nắm men nuôi cấy trong các thí nghiệm trên, nắm men còn có đáp ứng tốt với môi trường nồng độ chất hòa tan cao, không bị áp suất môi trường làm phá vỡ tế bào.
Khi tăng nồng độ chất khô hòa tan lên 20°Bx nồng độ dịch đường cao sẽ dẫn đến làm tăng áp suất và làm mất cân băng trạng thái sinh lý của nắm men, từ đó ảnh hưởng đến quá trình lên men Mặt khác hàm lượng đường nhiều sẽ dẫn đến tốn thất và kéo dai thời gian lên men Nếu lên men ở nồng độ đường thấp cũng không có lợi vì sẽ không đạt được hàm lượng côn theo yêu câu sản phẩm.
Vậy ta chọn nông độ chất khô là 18°Bx.
Bảng 4.9: Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình lên men dịch thủy phân bột khoai lang tím tại nồng độ chất khô hòa tan 18'Bx
Ghi chú: Các giá trị trong cùng một cột có số mũ khác nhau thì khác nhau ở mức ý nghĩa 0,05
Thông qua bảng 4.9 ta nhận thấy sau thời gian lên men là 96 giờ thì hàm lượng côn tăng lên không đáng kể Vậy theo anh hưởng của nông độ chất khô hòa tan lên quá trình lên men ta cũng chọn thời gian lên men là 96 giờ tại 18 Bx.
4.11 Kết quả đường cong sinh trưởng của nam men Saccharomyces cerevisiae trong thời gian lên men rượu
Bảng 4.10: Số logarit của mật độ tế bào va hàm lượng côn theo thời gian
Số logarit của mật độ tế bào | 6.4548 | 6.6946 | 7.4983 | 7.7597 | 8.2492 Hàm lượng cồn (%v/v) 0| 1373| 26015| 45527| 4,914
Số logarit của mật độ tế bào | 8.7745 | 8.8129 | 8/8921 | 8.9269 | 9.0492 Hàm lượng cồn (%v/v) 5846| 6,198 | 73593 | 7.5761 | 7.8652
Số logarit của mật độ tế bào | 9.2162 | 9.2504] 9,29] 9301| 9.1414 Hàm lượng cồn (%v/v) 82988 | 8/7685 | 88408 | 9.5273 | 98525
Số logarit của mật độ tế bào | 8.9978 | 8.7709 | 8.4065 | 8.0414Hàm lượng cồn (%v/v) 10,0331 | 10,4667 |10,9726 | 11,145
Số logarit của mật độ tế bào
Hình 4.10: Đường cong sinh trưởng của nam men trong thời gian lên men rượu. Đường cong sinh trưởng của nam men có pha 6n định kéo dài do sự diễn ra đồng thời quá trình đường hóa va quá trình lên men Lượng glucose cung cấp cho nam men trong quá trình lên men được tạo ra đều đặn từ quá trình đường hóa Quá trình lên men lúc này có phần giống với phương pháp lên men liên tục có bố sung cơ chất, nhưng khác ở chỗ sản phẩm chính là cồn không được thu nhận liên tục theo thời gian mà thu nhận gián đoạn Với điều kiện được cung cấp liên tục cơ chất nắm men sẽ kéo dài pha 6n định pha 6n định. Ứng với pha 6n định thì lượng côn tạo ra tăng đều Với lượng glucose được cung cấp liên tục từ quá trình đường hóa giúp quá trình lên men tao ra sản phẩm cồn cũng ôn định theo thời gian Kéo theo hàm lượng côn tạo ra theo thời gian cũng ôn định.
Quá trình lên men kết thúc khi cơ chất của chế phẩm Dextrozyme GA (những mạch Dextrin) trong môi trường lên men giảm xuống và hàm lượng côn tạo ra làm ảnh hưởng đến hoạt động của Dextrozyme GA, khiến quá trình đường hóa đi vào giai đoạn kết thúc Khi đó nông độ cơ chất cho nắm men thực hiện quá trình lên men (glucose từ quá trình đường hóa) sẽ giảm, đồng thời lượng cồn tạo ra cũng ức chế lại quá trình lên men, khi đó lượng cồn tạo ra theo thời gian tăng không đáng kể, bên cạnh đó nam men cũng đi vào giai đoạn suy vong.
4.12 Kết quả ảnh hưởng mật độ tế bào nam men đến sự sinh trưởng của nam men trong quá trình đường hóa và lén men
Với các ty lệ giống cay ban đầu cho quá trình đường hóa va lên men : 10 - 107 -10° (tế bao/mL).
Quan khảo sát nhận thay tại 24g1ò, số lượng tế bào đạt cực đại tương ứng là §0 — 143 — 160 (x10 tế bao/ml) Lượng tế bào mới sinh ra lần lượt là 79 — 133 — 60 x 10°
(tế bao/ml) Tại mật độ 107 số lượng tế bào sinh ra nhiều nhất, lượng tế bào nam men phù hợp sử dụng lượng cơ chất trong môi trường.
Sau 24 giờ, số tế bào giảm dan do sản phẩm lên men sinh ra và ức chế lại sự sinh trưởng của nam men.
Tại điểm 84 giờ, ở hai số lượng giống cay 10° và 107 có sự tương đương tế bao như nhau Còn ở mức 108 thi nam men bị thoái hóa nhanh hơn, số lượng tế bào chết nhiều hơn do có sự cạnh tranh sử dụng cơ chất dinh dưỡng trong môi trường.
KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ
KET LUAN
Đề tài nghiên cứu quá trình lên men rượu từ khoai lang tim ứng dụng hai chế phẩm enzyme là Termamyl SC và Dextrozyme GA là phương phức bổ trợ, nhằm tạo ra lượng cơ chất cao trong thời gian ngắn cho nam men sử dụng lên men Qua quá trình khảo sát thu được kết quả như sau: e Sử dụng chế phẩm Termamyl SC dé thủy phân bột khoai lang tím, khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cho kết quả là: nồng độ enzyme 0,3 ml/kg nguyên liệu, nhiệt độ thủy phân 90°C và pH ban đầu của môi trường 6, trong thời gian 90 phút. e Sử dụng nam men Saccharomyces cerevisiae thương mai Angel Leaven của công ty Angel Yeast Co., Ltd được phân phối bởi công ty trách nhiệm hữu han một thành viên Kovin tại Việt Nam và chế phẩm Dextrozyme GA vào quá trình lên men dịch thủy phân khoai lang tím ở điều kiện tốt nhất sau khi tối ưu hóa các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình lên men là: nồng độ enzyme 1 ml/kg nguyên liệu, pH ban đầu của môi trường 5 và nồng độ chất khô hòa tan 18°Bx sẽ cho ra hàm lượng côn cao nhất, thời gian lên men trong
Quy trình chế biến rượu khoai lang tím trong phòng thi nghiệm
> Giai đoan tiền xử lý - Xử lý khoai lang tím thành bột khoai lang tím để lưu trữ, sử dụng cho các quá trình thuỷ phân và lên men.
Cắt lát dày khoảng 5mm
Hoạt hoá nam men khô với môi trường dinh dưỡng trong điều kiện hiếu khí, cung cấp oxi cho tế bào nam men sinh trưởng băng cách nảy chỗi và tăng sinh khối, các thông số của môi trường gan với thông số của môi trường lên lên men: pH 5, nhiệt độ 37°C, ty lệ men giống ban dau cho tiến hành hoạt hoá 6.0 x 108 pe/g (sử dụng 0,1g nam men khô dang bột/ 10ml canh trường) Xác định số tế bào nắm men trong canh trường sau 18 —24h, xác định thể tích thích hợp cần bồ sung vào môi trường cho lên men với tỷ lệ tế bao nắm men/ thể tích môi trường lên men 107 tế bào/mI.
> Giai đoan thuỷ phân và lên men cho sản phẩm rươu
- Nồng độ enzyme 0,3 ml/kg nguyên liệu - Nhiệt độ 90°C - pH6
- Phời gian dich hoá 90 phút - Tỷ lệ nguyên liệu/nước = 1/10 Ỷ
Dịch khoai lang sau dịch hoá f - Thu dịch lọc, và tiệt trùng ở
Quá trình đường hóa và lên men dong thoi ff kị
-Nồng độ enzyme 1 ml/kg nguyên liệu
- Nồng độ chất khô hoa tan
- Thời gian đường hoá va lên men trong 96 gid
- Mật độ giống cấy 10’té bao/ml
- Thu dịch lọc, ly tâm 6000
Rượi khoai lang tím vòng/phút
> San phẩm rượu khoai lang tim thu được sau cùng có độ cồn là 11,17% v/v, hàm lượng anthocyanin là 27, 0734 +0,0002 mg/100ml.
Bảng 4.11: Bảng so sánh các chỉ tiêu sản phẩm rượu so với quy định trong tiêu chuẩn: TCVN-8-24-2002
Rượu khoai Chỉ tiêu Mức quy định lang tím
* Tiêu chuẩn TCVN-8-24-2002: tiêu chuẩn áp dụng đôi với các san phâm từ khoai lang tím (bột dinh dưỡng và thức uống).
KIÊN NGHỊ Lên men ở nhiệt độ thấp có nhiều ưu điểm như khả năng lên men của nắm men cao,
Các chế phẩm enzyme là một hỗn hợp của nhiều enzyme, cần khảo sát thêm tác động của các enzyme trong chế phâm đến các quá trình dịch hóa, đường hóa và lên men.
Khảo sát nồng độ enzyme sử dụng theo tỷ lệ enzyme/cơ chất tính băng hoạt độ enzyme/g cơ chat.
Can tiến hành tối ưu hóa các thông số ảnh hưởng đến các trình trong quy trình lên men rượu khoai lang tím.
Can tiến hành khảo sát thêm các quá trình lên men phụ dé cho ra sản phẩm cuối cùng là rượu khoai lang tim với độ 6n định thành phan và chất lượng.
Nên kiểm tra thêm hàm lượng anthocyanin trong các thí nghiệm khảo sát quá trình
Trang 84 thủy phân va lên men Nhằm biết được sự thay đôi hàm lượng và tính chất nếu có của anthocyanin dé điều chỉnh lại các yếu tố ảnh hưởng, đồng thời còn giúp nâng cao giá tri dinh dưỡng và giá trị cảm quan của sản phẩm.
Nghiên cứu độ 6n định về chất lượng của rượu khoai lang tím trong thời gian bao quản.
Nghiên cứu hoàn thiện chất lượng sản phẩm rượu từ khoai lang tím, đặc biệt là quá trình lên men (như ham lượng nito bố sung, )
TAI LIEU THAM KHAO
[1] Van Hal M “Quality of sweet potato flour during processing and storage”, Food Res Int, 16:1—37 2000.
[2] Bellail AA et al “Effect of home-cooking methods on phenolic composition and antioxidant activity of sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.)” FNS 3:490—
[3] Teow CC et al “Antioxidant activities, phenolic and B-carotene contents of sweet potato genotypes with varying flesh colours Food Chem 103:829-838 2007.
[4] Huang Y-C, Chang Y-H and Shao Y-Y "Effects of genotype and treat- ment on the antioxidant activity of sweet potato in Tarwan”, Food Chem 98:529—538 2006.
[5] Vincent E Rubatzky, Mas Yamaguchi “Sweet potato”, in World Vegetable, 1997, p.130 — 146.
[6] Kano M! et al “Antioxidative activity of anthocyanins from purple sweet potato, Ipomoera batatas cultivar Ayamurasaki’, Biosci Biotechnol Biochem.
[7] Trương Thi Minh Hanh và Nguyễn Trần Quan “Study on Sweet Purple
Potato processing and its application in food industry”, Tap chí khoa hoc va công nghệ số 71, Dai hoc Bách Khoa Hà Nội 2013.
[S8] Widya Dwi Rukmi Putri et al “Effect of Heat Moisture Treatment on Functional Properties and Microstuctural Profiles of Sweet Potato Flour’, Advance
Journal of Food Science and Technology 6: 655-659 2014.
[9] Hà Thị Thanh Loan “Nghiên cứu xâu dựng quy trình công nghệ chế biến rượu vang từ bột khoai lang tím Nhật Bản”, Trường Đại học Nông Lâm — Đại học Thái Nguyên, 2014.
[10] Heon Woong Kim ef al “Anthocyanin changes in the Korean purple- fleshed sweet potato, Shinzami, as affected by steaming and baking”, Food Chemistry
[II] JiantengXu? e/ al “Characterisation and stability of anthocyanins in purple- fleshed sweet potato P40”, Food Chemistry, volume 186, 90-96 2014.
[12] Raghvendra et ai “Chemical and potential aspects of anthocyanins — a water-soluble vacuolar flavonoid pigments: a review’, International Journal of
Pharmaceutical Sciences Review and Research, volume 6, issue | 2014.
[13] Lê Ngọc Tú (chủ biên) Hóa học thực phẩm Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2002.
[14] Lương Đức Pham Ndm Men Công Nghiệp Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ
[I5] Lê Văn Việt Mẫn (chủ biên) Công Nghệ Chế Biến Thức Phẩm Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh, 2011, 1020 trang.
[16] | Wen-Shiang Lee ef ai “Bioethanol production from sweet potato by co- immobilization of saccharolytic molds and Saccharomyces cerevisiae”, Renewable Energy 39, 216-222 2012.
[17] Muhammad Jusuf và Erliana Ginting “The Prospects and Challenges of Sweet Potato as Bio-ethanol Source in Indonesia”, Energy Procedia 47, 173 — 179.
[18] Nguyễn Liang Zhang ef al “Application of simultaneous saccharification and fermentation (SSF) from viscosity reducing of raw sweet potato for bioethanol production at laboratory, pilot and industrial scales”, Bioresource Technology 102, 4573-4579 2011.
[19] Eriola Betku và Olusola A Adesina “Statistical approach to the optimization of citric acid production using filamentous fungus Aspergillus niger grown on sweet potato starch hydrolyzate”, Biomass and bioenergy 55, 350-354 2013.
[20] O.A Abu ef al “Changes in lipid, fatty acids and protein composition of sweet potato (Ipomoea batatas) after solid-state fungal fermentation”, Bioresource Technology 72, 189-92 2000.
[21] Heon Woong Kim ef ail “Anthocyanin changes in the Korean purple- fleshed sweet potato, Shinzami, as affected by steaming and baking”, Food Chemistry
[22] Nguyễn Thị Mỹ Tuyền và cộng sự “Tối ưu hóa quá trình lên men giẫm vang khoai lang tim (Ipomoea batatas L.) và Ôn định anthocyanin, hoạt tính chống oxi hóa trong quá trình ton trữ”, 7: ap chi Khoa học Trường Dai học Can Tho, sỗ chuyén dé
[23] Nuyén Văn Thanh và cộng sự “Phân lập, tuyển chon va định danh nam men trong lên men rượu vang khóm” Tap chí Khoa học Trường Dai hoc Cần Tho, tập
[24] | Nguyễn Thị Minh Thủy và cộng sự “Mô hình hóa quá trình thủy phân vỏ khoai lang tím Nhật băng enzyme sử dụng mô hình bề mặt đáp ứng”, Tap chi Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, phần B Nông nghiệp, thủy sản và công nghệ sinh học
[25] Ja-Yeon Lee ef al “Direct utilization of purple sweet potato by sake yeasts to produce an anthocyanin-rich alcoholic beverage”, Springer Science+Business Media Dordrecht, Biotechnol Lett 37: 1439 — 1445 2015.
[26] Eksteen JM ef af “Starch fermentation by recombinant Saccharomyces cerevisiae strains expressing the a-amylase and glu- coamylase genes From Lipomyces kononenkoae and Sac- charomycopsis fibuligera” Biotechnol Bioeng 34:639-646 2013.
[27] Ji-Eun Chun z ai “Manufacture and Quality Evaluation of Purple Sweet Potato Makgeolli Vinegar Using a 2-stage Fermentation” Food Science Biotechnol.
[28] Pham Thị Phương Thao và cộng sự “Khảo sát ảnh hưởng của thời điểm thu hoạch đến đặc tính củ, năng suất và hàm lượng anthocyanin trong thịt củ khoai lang tim Nhật (pomoea batatas (L.) LAM.)”, Tạp chi Khoa học Trường Đại học Can Tho, phân B Nông nghiệp, thủy sản và công nghệ sinh học 46: 61 — 69 2014.
[29] Hoang Thị Lệ Hang “Nghiên cứu chế biến môt số sản phẩm từ củ khoai lang tím giống Nhật Bản” Viện Nghiên cứu rau quả, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt
[30] Nguyễn Xuân Lai “Nghiên cứu xây dựng quy trình thâm canh tổng hop cây khoai lang vùng Đồng băng sông Cửu Long”, Báo cáo tổng kết kết qua thực hiện dé tài thuộc dự án khoa học công nghệ nông nghiệp vốn vay ADB Bộ Nông nghiệp vàPhát triển Nông thôn 2011.
[31] Ahmed M, Sorifa Mst A, Eun JB “Effect or pretreatments and drying temperatures on sweet potato flour’, /nt J Food Sci Technol 45:726~-732 2010.
[32] Yang J, Gadi RL “Effects of steaming and dehydration on antho- cyanins, antioxidant activity, total phenols and color characteristics of purple-fleshed sweet potatoes (Inomoea batatasy’ Am J Food Technol 3:224-234 2008.
[33] Akissoé N et al “How blanching and drying affect the colour and functional characteristics of yam (dioscorea cayenensis-rotundata) flour” Food Chem 82:257-264 2003.
[34] Khanita Ruttarattanamongkol! et al “Effect of drying conditions on properties, pigments and antioxidant activity retentions of pretreatedorange and purple-fleshed sweet potato flours” J Food Sci Technol 53(4):1811-1822 2013.
[35] Lê Văn Việt Man (chủ biên) Thi Nghiệm Vi Sinh Vat Học Thực Phẩm.
NXB Dai học Quốc gia TP.H6 Chí Minh, 2011.
[36] Hoang Thị Lệ Hang va cộng sự “Nghiên cứu sử dung enzyme trong qua trình chuẩn bị dịch lên men lactic từ bột khoai lang tím” Tap chí Khoa Hoc và Công
Neghé, Tập 52, Viện Han Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam 2014.
[37] Zvjezdana Findrik et al “ Mathematical modeling of maltose hydrolysis in different types of reactor”, Bioprocess Biosyst Eng 33: 299 — 307 2010.
[38] Maruf Ahmed et al “mpact of a-amylase and maltodextrin on physicochemical, functional and antioxidant capacity of spray-dried purple”, Wiley Interscience, J Sci Food Agric, 90, 494 — 502.2009.
[39] Ana Vrsalovic Presecki et al “Complete starch hydrolysis by the synergistic action of amylase and glucoamylase: impact of calcium ions”, Bioprocess Biosyst Eng 36: 1555 — 1562 2013.
[40] Ana Vrsalovic Presecki et al “Mathematical modeling of maize liquefaction catalyzed by a-amylase from Bacillus lichenniformis: effect of calcium, pH and temperature.
[41] Nguyễn Lân Dũng và cộng sự Vi sinh vật học.Nhà xuất bản Giáo
[42] Nguyễn Đức Luong (chủ biên) và cộng sự Công nghệ enzyme Nhà xuất ban Dai Hoc Quéc Gia, 2009, 534 trang.
[43] Huỳnh Xuân Phong và các cộng sự “Tuyển chon nắm men chịu nhiệt va nghiên cứu điều kiện lên men rượu vang khóm”, Tap chi Khoa hoc Đại học Can Tho, Tập 51, Phan B: 7-15 2017.
[44] Ngo Thị Phuong Dung và cộng sự “Lên men ethanol từ ri đường sử dụng nắm men chịu nhiệt”, 7: ap chí Khoa học va Công nghệ Việt Nam, Số 18(7): 59-64.